JPS59119135A - 太陽熱発電装置 - Google Patents

太陽熱発電装置

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JPS59119135A
JPS59119135A JP57226910A JP22691082A JPS59119135A JP S59119135 A JPS59119135 A JP S59119135A JP 57226910 A JP57226910 A JP 57226910A JP 22691082 A JP22691082 A JP 22691082A JP S59119135 A JPS59119135 A JP S59119135A
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heat
heat collecting
heat collector
mirror
solar cell
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JP57226910A
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Moriaki Tsukamoto
守昭 塚本
Masanori Chinen
正紀 知念
Takanobu Yamamoto
山本 隆宜
Isao Sumida
隅田 勲
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • F24S23/74Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱発電装置に係り、特に平面鏡と曲面鏡に
よって集光する方式の太陽熱発電装置に関する。
従来の平面鏡と曲面鏡によって集光する方式の太陽熱発
電装置は、第1図に示すような集光・集熱ユニットが複
数ユニット集まって構成されている。集光・集熱ユニッ
トは第1図に示すように、横に20台、縦に5段の配列
でへりオスタット・スタンド1上に配置された100台
のへりオスタット2と、東西に配置された各段20台の
へりオスタット2からの反射光を受けるために集熱器ス
タンド3上に配置された5台の橋形放物面鏡4と、その
橋形放物面鏡4の焦線付近に水平に配置された集熱管5
とより構成されている。この装置は、以下に示す理由に
より大型でかつ重量が大きくなるという欠点を有してい
た。
(1)へりオスタットが全てへりオスタット・スタンド
上に配置されていたため、へりオスタット・スタンドが
高く、かつ重くなる。
(2)第2図に示すように従来のへりオスタットは、時
角制薗棒13と赤緯制御棒11により太陽指向棒12を
駆動して、平面鏡10の向きを制御している。このへり
オスタットは、その構造は簡単であるが、駆動機構に大
きなスペースを必要とする。
(3)第2図の平面鏡10からの反射光を受けるため橋
形放物面鏡4の口径は、平面鏡10の大きさより大きい
必要がある。そのため、橋形放物面鏡が大きく、かつ重
くなる。まだ、風圧に耐えるため、その支持体を強固に
する必要がある。
従来の太陽熱発電装置の他の欠点として、第3図に示す
ように、橋形放物面鏡4で反射された太陽光7ば、はど
んど橋形放物面鏡4の側から集熱管5に入射する。その
ため、非均−加熱となり、集熱管5の周方向に大きな温
度差が生じ、集熱管5が曲がるという問題点もあった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、軽
量かつ小型の太陽熱発電装置を提供することにあり、詳
しくは上記した従来技術のもう1つの欠点であり集熱管
の非均−加熱による集熱管の曲がりを低減し、かつ太陽
電池と組み合わせることにより効率の高い太陽熱発電装
置を提供することにある。
上記の目的を達成するため本発明では、へりオスタット
の1駆動機構に必要なスペースを小さくするとともに、
へりオスタットをへりオスタット・スタンド上と地上の
両方に配置してへりオスタット・スタンドを小形・軽量
化するとともに、へりオスタットの平面鏡を2枚以上に
分割して、各々の分割された平面鏡からの反射光が、集
熱器の位置で重なるよう鈍することにより、集熱器に必
要な大きさを小さくしている。さらに、直径100〜2
00間φの真空ガラス管の中に集熱管と曲面鏡を配置し
た集熱体を、複数本並列に並べて集熱器を構成すること
により、樋形曲面鈍を小形・軽量化している。また、集
熱器を構成する集熱体間にすき間ができるが、そのすき
間を通過してくる平面鏡からの反射光を太陽電池に入射
させて発電することにより、太陽熱発電装置の効率を高
めている。
本発明の太陽熱発電装置では、樋形曲面鏡が小形化され
ているため集熱管に入射する太陽光の強さが、へりオス
タット側(平面鏡側)と樋形曲面φ側で差が小さい。し
たがって、集熱管の周方向温度分布はほとんど均一にな
る。そのため、集熱管が曲がるという問題も解決されて
いる。
以下、本発明の一実施例を第4図、第5図、第6 図4
 j’i;’r 7図、第8図により説明する。第4図
は本発明の太陽熱発電装置の集光・集熱ユニットの全体
概略図である。集光・集熱ユニットは、東西に10台、
縦にはへりオスタット・スタンド41の上に3段と地上
に3段に配置された合計60台のへりオスタット42と
、それら60台のへりオスタット42からの反射光を受
けるために集熱器スタンド43上に配置された1台の集
熱器44及び太陽電池装置45と、気水分離器46とよ
し構成されている。
へりオスタット42は第5図に示すように赤緯追尾用の
モータ及びギアを内蔵する赤緯追尾用ギアボックス51
に連結され、左右に水平にのびた赤緯追尾用回転軸52
.53と、その赤緯追尾用回転軸52及び53にそれぞ
れ固定された平面鏡54 (55と、時角駆動軸56に
ギアボックス57を介して連結された垂直な時角追尾用
回転軸58とより構成される。赤緯追尾用ギアボックス
51は時角追尾用回転軸58に固定されて(^る。した
がって、平面鏡54.55は赤緯追尾用回転軸54.5
5と時角追尾用回転軸58によってその向きが制御され
る。したがって、このへりオスタットの駆動機構は大き
なスペースを必要としない。
平面鏡54.55は第5図に示すようにそれぞれ3枚の
小平面鏡より構成される。これら計6枚の小平面鏡によ
る反射光が第4図の集熱器44の位置で概略型なり合う
ように、6枚の小平面鏡で概略凹面鏡が構成される。し
たがって、集熱器に必要な受光面4貴は概略小平面鏡の
大きさだけあれば十分であり、かつ集熱器位置での集光
比も高くできる。
第6図は第4図の集熱器44と太陽電池装置450部分
を示す詳細図である。ただし、同図には主な構成要素の
みを示し、断熱材、配管、サポート等については省略し
た。集熱体67は真空ガラス管61とその内部に配置さ
れた樋形曲面鏡62と集熱管63とより構成され、かつ
集熱管63は真空ガラス管61の下端を貫通して下部ヘ
ッダー64に接続される。一方、真空ガラス管61の上
端を貫通した集熱管63は、連結管65を介して上部ヘ
ッダー66に接続される。連結管65は集熱管63の熱
膨張による伸びを吸収する。
集熱器44(第4図)は前記集熱体67を複数本並列に
並べて下部ヘッダー64及び上部ヘッダー66に接続す
ることにより構成される。熱輸送媒体は下部ヘッダー6
4より入り、集熱体67で加熱された後上部ヘッダー6
6より嘔り出される。
真空ガラス管61内の橋形曲面鏡62は薄いステンレス
鋼板に銀メッキしたものであり、従来のガラス製樋形放
物面鏡にくらべて極めて軽量である。
また、集熱器位置での集光比が高いため、橋形曲面鏡6
2でさらに集光比を高める必要はない。そのため、橋形
曲面鏡62の口径は集熱管63の外径の高々4倍程度で
十分であり、従来の状形放物面鏡4の口径が集熱管5の
約70倍であったのに比して非常に小さくできる。しだ
がって、集熱管63の周方向温度分布はほぼ均一となり
、集熱管63が曲がることはない。また、橋形曲面鏡6
2は真空ガラス管61の内部にあるため、汚れによる反
射率の低下を防止できる。
隣り合う集熱体67のすき間を通過する太陽光を有効に
利用するため、集熱器44の裏側にスリガラス板等の散
乱透過板69と太陽電池パネル68を含む太陽電池装置
が配置されている。この太陽電池装置については、第8
図で説明する。
第7図は、第6図のA−A断面図である。本発明の太陽
熱発電装置では、太陽光は集熱器44に広い範囲(例え
ば±30度)の入射角度で入射する。しだがって、橋形
曲面鏡62は広い入射角度範囲の太陽光を反射して、集
熱管63に入射させる必要がある。本実施例では、断面
が第7図に示すようなインボリュート曲線である橋形曲
面鏡62を使用している。この橋形曲面鏡62に入射し
た太陽光7は、すべて集熱管63に入射する。
断面形状は、放物線、だ円9円弧、折れ線およびそれら
の組み合せであってもよい。
第8図は、第4図の太陽電池装置45の断面図である。
太陽電池装置45け、太陽電池パネル68と、太陽電池
パネル68の前に一定の間隔をあけて配置されたスリガ
ラス板等の散乱透過板69と、太陽電池パネルを冷却す
るための水を噴出する噴霧ノズル81,82と、支持枠
83とより構成され、冷却水は同図に示したポンプ84
およびタンク85を含む配管系により供給、循環および
排出される。
第6図の集熱体67の間を通過してくる集光された太陽
光71′i、散乱透過板69により拡散されて太陽電池
パネル68に入射する。したがって、太陽電池パネル6
8が局部的に加熱されることはない。また、太陽電池パ
ネル68はその受光面に噴霧ノズル81.82より水が
噴霧されることにより冷却され、温度上昇による効率の
低下が防止される。
本発明によれば同一規模の従来の太陽熱発電装置のへり
オスタット・スタンドの大きさ及び重量は50%以下に
なるとともに、曲面鋼及び集熱管を含む集熱器の大きさ
及び重量は20%程度にまで小形・軽量rヒできる。ま
た、非均−加熱による集熱管の曲がりは、無視できる程
度まで低減できるとともに、太陽電池と組み合わせたこ
とにより太陽熱発電装置の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
U青譬茫 鏡と集熱管の構成を示す詳細な断面図、第本発明の一実
施例を示す集光・集熱ユニットの全体概略図、第5図は
第4図のへりオスタットの詳細図、第6図は第4図の集
熱器付近を示す詳細図、第7図は第6図のA−A断面図
、第8図は第4図の太陽電池装置の断面図である。 1.41・・・へりオスタット・スタンド、2.42・
・・へりオスタラ1−13.43・・・集熱器スタンド
、4・・・状形放物面鏡、5・−・集熱管、7・・・太
陽光線、10・・・平面鏡、11・・・赤緯制御棒、1
2・・・太陽指向棒、13・・・時角制御棒、14・・
・設置場所の緯度に等しい角度、31・・・真空ガラス
管、32・・・真空部分、33・・・熱輸送媒体、34
・・・真空ポンプ、44・・・集熱器、45・・・太陽
電池装置、46・・・気水分離器、51・・・赤緯追尾
用ギアボックス、52゜53・・・赤緯追尾用回転軸、
54.55・・・平面鏡、56・・・時角駆動軸、57
・・・ギアボックス、58・・・時角追尾用回転軸、6
1・・・真空ガラス管、62・・・枦形曲面鏡、63・
・・集熱管、64・・・下部へラダー、65・・・連結
管、66・・・上部ヘッダー、67・・・集熱体、68
・・・太陽電池パネル、69・・・散乱透過板、81.
82・・・噴霧ノズル、83・・・支持枠、84・・・
ポンプ、85・・・タンク。 代理人 弁理士 高橋明失jel?:。 ゛、−:。 ′べ゛ぐ:

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、太陽光を曲面鏡の方向へ反射させる平面鏡をそなえ
    たへりオスタットと、その平面鏡からの反射光を集熱管
    上へ集光させる曲面鏡と、熱輸送媒体を内部に含む集熱
    管より構成される太陽熱発電装置において、真空ガラス
    管内に曲面鏡と集熱管を配置した集熱体を少なくとも2
    本以上並列に並べて集熱器を構成し、その集熱器の裏側
    に散乱透過板と太陽電池パネルを設けたことを特徴とす
    る太陽熱発電装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の太陽熱発電装置におい
    て、へりオスタットを架台上と地上の両方に東西に配置
    したことを特徴とする太陽熱発電装置。
JP57226910A 1982-12-27 1982-12-27 太陽熱発電装置 Granted JPS59119135A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57226910A JPS59119135A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 太陽熱発電装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP57226910A JPS59119135A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 太陽熱発電装置

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JPS59119135A true JPS59119135A (ja) 1984-07-10
JPS646380B2 JPS646380B2 (ja) 1989-02-03

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JP57226910A Granted JPS59119135A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 太陽熱発電装置

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JP (1) JPS59119135A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011530688A (ja) * 2008-08-06 2011-12-22 メリーランド・ブラッシュ・カンパニー 太陽エネルギー変換
US9200452B2 (en) 2012-09-20 2015-12-01 Mbc Ventures, Inc. Controller for skylight energy management system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011530688A (ja) * 2008-08-06 2011-12-22 メリーランド・ブラッシュ・カンパニー 太陽エネルギー変換
US9217582B2 (en) 2008-08-06 2015-12-22 Mbc Ventures, Inc. Solar energy conversion
US9200452B2 (en) 2012-09-20 2015-12-01 Mbc Ventures, Inc. Controller for skylight energy management system

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JPS646380B2 (ja) 1989-02-03

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